Quali sono le condizioni per l'interferenza massima e minima?

Oggi parleremo delle condizioni di massima e minima interferenza. Maggiori dettagli sulle proprietà onde elettromagnetiche e le loro conseguenze.

Vittoria e sconfitta

Ogni persona ha un'onda di probabilità. La vita presenta qualcosa di piacevole, poi spiacevoli sorprese. Molti tendono a pensare che solo i fallimenti siano accidentali, ma non lo sono. E, naturalmente, ci sono periodi in cui letteralmente tutto è possibile o, al contrario, in ogni vita striscia nera. Ma più spesso, i successi in un settore sono accompagnati dal solito corso in altri.

Se immaginate ogni componente importante della vita di una persona come un'onda, allora i momenti del più alto decollo sono la somma di tutte le vibrazioni positive, ei periodi più difficili sono tutti negativi.

Sfortunatamente, le condizioni di massima e minima interferenza delle onde del destino umano non possono essere calcolate. Ma per le oscillazioni del mondo fisico esiste una formula del genere.

Luce e Newton

La natura della luce ha sempre interessato l'umanità. Anche senza aver davvero imparato a capire come funziona la visione, le persone già lo sapevano: quando entrano nell'acqua, la luce rifrange; sbattere contro un ostacolo dà ombre. I primi esperimenti hanno mostrato che i raggi del sole hanno le proprietà di un'onda.

Newton è meglio conosciuto come lo scopritore della legge della legge. Ma era uno studioso con interessi molto più ampi. Compreso Newton ha segnato l'inizio dell'ottica moderna. Ha dato un insieme di fatti non correlati elegante e snello design matematico. Tra le altre cose, lo scienziato ha detto: se si mette la lente sulla lastra di vetro con il lato convesso verso il basso e poi si illumina la struttura, l'output sarà un'immagine concentrica "a strisce". Solo una certa periodicità della luce potrebbe spiegare questo fatto. Le condizioni dei massimi e dei minimi dell'interferenza delle onde luminose non esistevano ancora, ma è stata derivata la legge della relazione tra la curvatura della lente e la distanza tra gli anelli chiaro e scuro.

Palla e fotone

Più tardi, gli esperimenti dello scienziato russo Lebedev hanno dimostrato: i fotoni hanno un impulso. Cosa implicava direttamente la loro massa. Quindi, i quanti di luce possono essere chiamati particelle. In questo caso, qualsiasi directory ti dirà che la loro massa a riposo è uguale a zero.

Prima di avvicinarci alla condizione del massimo e minimo dell'interferenza della luce, per prima cosa dobbiamo occuparci della massa del fotone.

Fotone - quanto di campo elettromagnetico. Quindi è indivisibile. Mentre si muove, solo le condizioni estreme possono togliere una parte della sua energia. Allo stesso tempo, quando incontri un ostacolo o un altro fotone, la particella si comporta come un'onda. Si verificano rifrazioni, dispersioni, interferenze o diffrazioni.

Un esempio di tale dualismo è una palla di metallo volante. Ha due proprietà: è rotondo e ha un certo energia cinetica. Se la palla si scontra con il muro, lui le darà l'energia dell'impatto, e lui cadrà. Questo è un analogo della presenza di una massa di fotoni.

Mentre la palla metallica vola, mantiene una forma rotonda. Se si verifica un evento a causa del quale la pallina perde parte della massa, allora:

• perderà la sfericità;
• ovviamente smetterà di volare nella direzione originale.

L'ultimo esempio dimostra che un fotone è un quanto, un componente indivisibile di un campo elettromagnetico.

Acqua e fotone

La condizione del massimo e del minimo interferenza della luce sulla fessura o sulla lente indica anche che le strisce bianche sono due volte più intense della luce incidente. Questo accade perché il fotone può trasmettere energia ad altri oggetti.

Se un quanto di luce viene assorbito da un cristallo, allora il reticolo di quest'ultimo ottiene l'opportunità di smaltire completamente l'energia in eccesso. E il fotone perde sia massa che essenza.

Un esempio è l'acqua, che chiude il cemento. Il lavoratore aggiunge cento millilitri di acqua a tre chilogrammi del componente secco. Quando la miscela è asciutta, ottieni un composito forte. Si differenzia dalla massa e dai componenti bagnati.

Questo è il risultato di una reazione chimica. Sotto l'azione dell'acqua contenuta nella polvere, il calcio forma idrati cristallini - sostanze forti. Danno la forza del prodotto finito. E contengono molecole di H ₂ O nella loro struttura, quindi l'acqua dolce e fluente è il componente principale della resistenza del cemento!

Così è il fotone: diventa parte di una sostanza, cambiando le sue proprietà.

Photon e mare

Questi due oggetti di dimensioni diverse hanno una cosa in comune: le onde. A interferenza, le condizioni di intensità massima e minima dipendono dalle proprietà che si verificano in un punto nello spazio delle vibrazioni. Ecco le principali caratteristiche delle onde:

1. Lunghezza. È definita come la distanza tra due fasi identiche. Il più chiaramente misurato tra due massimi o minimi. Ma si può anche immaginare quanto sia raddoppiata la distanza tra quei punti in cui l'onda passa a 0. È indicata dalla lettera greca λ.
2. Frequenza. Questo importo lunghezza d'onda, che si adattano perfettamente per unità di tempo. Cioè, la frequenza dipende da λ. Il valore è denotato come ν.
3. Periodo. Questo è il tempo necessario perché un'onda passi da un massimo all'altro. È indicato dalla lettera latina T.
4. L'ampiezza. Questa è l '"altezza" degli alti e la "profondità" dei bassi. Tra le altre cose, l'ampiezza determina l'intensità della luce. Questo valore è direttamente correlato al verificarsi di bande durante l'interferenza. È indicato come A ed è una funzione del tempo.
5. Fase. Questo è il punto dell'onda che arriva a un posto specifico nello spazio. La fase può essere un massimo, un minimo, un momento di abbassamento o innalzamento di un'onda. È denotato dalla lettera greca φ. Questo concetto non ha importanza per una singola oscillazione, ma è importante nell'interazione di due quanti di luce. Dipende da quali fasi si incontrano le onde, e dipende se ci sarà un massimo o un minimo a questo punto. La differenza di fase è denotata come Δφ.

Abbiamo dato tutte le spiegazioni necessarie, è ora di dire quali sono le condizioni di massimo e minimo di interferenza.

Esperienza e bande

Il classico esperimento di interferenza è molto semplice. La radiazione monocromatica cade perpendicolare a una fessura stretta. Lo spazio dietro il buco è illuminato in modo non uniforme. Si ottengono strisce di luce intensa, separate l'una dall'altra da zone scure.

L'interferenza alla fessura è il risultato della diffrazione. I quanti di radiazioni elettromagnetiche dopo il foro non vanno solo nella stessa direzione dell'originale, ma si piegano anche attorno al bordo dell'ostacolo. Allo stesso tempo, si incontrano alcune due onde in un punto nello spazio da parte dei massimi, e alcune si trovano in antiphase. Questa è la conclusione logica della condizione di interferenza massima e minima. Quelle onde che si incontrano con altre differenze di fase formano aree di illuminazione intermedia.

Formula massima, minima ...!

Ora è il momento di mostrare come queste condizioni sembreranno matematicamente.

Quindi, per ottenere una banda luminosa, è necessario che la differenza di fase in un punto sia un numero intero di onde. Cioè, Δφ = 2πm, dove m è un numero intero.

L'aspetto di una banda scura è possibile se la differenza di fase è un numero intero di onde. Questo è espresso come Δφ = (2m + 1) π.

Le frasi "numero intero di onde", "numero intero di onde" possono sembrare spaventose. Non disperare, è semplice.

Coseno e luce

Dobbiamo ricordare la matematica scolastica e inviare un grafico del coseno. Nel momento iniziale l'onda ha un valore massimo. Quindi cade e raggiunge un minimo a π / 2. Quindi l'onda aumenta e ritorna al massimo al valore di π. Il cerchio è chiuso. Se due massimi dovrebbero arrivare a un singolo punto, è necessario che la differenza tra le fasi delle onde sia uguale a uno o più π. Quindi una "gobba" si piega con un'altra e di conseguenza otterrai una striscia bianca. I quanti di luce si estinguono a vicenda se il massimo è formato con un minimo. Di conseguenza, l'intensità sarà zero. Per questo, il massimo (a 0, π, 2π, 3π, ecc.) Deve soddisfare un minimo (π / 2, 3π / 2, ecc.).

Cambiamento di condizione

Speriamo, ora è chiaro, in quali circostanze si osserverà un minimo e in quali circostanze - un massimo di interferenze. Se è interessante per qualcuno mettere l'esperienza con l'interferenza della luce sulla fessura, quindi dirti cosa può essere cambiato in esso:

1. La luce diretta a una fenditura da una diversa angolazione influenzerà il risultato.
2. La luminosità della sorgente cambierà il pattern del pattern di interferenza.
3. La mobilità dei bordi del gap dimostra chiaramente la differenza nel corso dei raggi.
4. La luce bianca offrirà l'opportunità di osservare non solo il cambiamento di intensità, ma anche la differenza nelle lunghezze d'onda.

Gli sperimentatori dovrebbero ricordare che l'esperienza è sempre un errore. Non essere turbato se l'immagine dell'interferenza non appare la prima volta. Il cambiamento delle condizioni dell'esperienza premierà la dimostrazione di un fenomeno fisico interessante.

E ricordiamo: per capire il fenomeno dell'interferenza, si deve avere una immaginazione spaziale sviluppata, è bene immaginare il grafico di seno o coseno, e non avere ancora paura delle più semplici manipolazioni matematiche.